ROBÔ SEGUIDOR DE LINHA

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ROBÔ SEGUIDOR DE LINHA UTILIZANDO ARDUINO 
 
Lucas Carneiro Silva Leite1; Ronimar Espindula Volkers2 
 
1. Acadêmico de Engenharia Mecânica na Faculdade Brasileira – Multivix-Vitória – ES. E-mail: 
lucas.c.leite3@gmail.com 
2. Professor Orientador – Mestre em Engenharia Elétrica. E-mail: ronivolkers@gmail.com 
 
 
RESUMO 
Este artigo acompanha o desenvolvimento de um robô seguidor de linha utilizando Arduino, 
no qual se caracteriza por ser um veículo guiado automaticamente, capaz de seguir uma linha 
se ajustando a sua trajetória e desviando de obstáculos. O projeto manteve a utilização de 
componentes que mesmo possuindo um custo baixo são de grande qualidade, esta escolha 
se deu de forma a mostrar que nos projetos na área de robótica não são necessários grandes 
custos. Com esse projeto, foi possível implementar a função de seguir linha, comum em 
diversos robôs móveis. Adicionalmente, foi desenvolvida uma função adicional, 
proporcionando ao robô a capacidade de desviar de obstáculos presentes em seu trajeto. 
 
Palavras-chave: Robótica. Veículo Guiado Automaticamente. Arduino. 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
O termo Robô possui origem na palavra Checa “Robota”, que significa “trabalho 
forçado”. Tal termo foi criado e apresentado pelo escritor checo Karel Čapek (1890 - 
1938) em 1921 em seu romance “R.U.R.” (Robôs Universais de Rossum), onde 
também apresentou o primeiro conceito de robô humanoide. Mesmo sendo um 
conceito completamente novo para a época, seu romance foi um grande sucesso, o 
que deu início a novas obras sobre o assunto, que por sua vez aumentaram a 
popularidade dos robôs; como as obras de Isaac Asimov (1920-1992), criador das Leis 
da Robótica, as quais até os dias de hoje são motivos de debate por profissionais da 
área. 
Segundo informações da International Federeation of Robotics - I.F.R. (2012) em 1059 
na empresa Unimation, um engenheiro e um inventor inspirados pelas obras de 
Asimov, desenvolveram o primeiro braço robótico chamado UNIMATE. Em 1961, este 
braço foi instalado na linha de produção da GM, onde ao receber instruções passo a 
passo empilhava peças quentes de metal forjado. 
“A robótica sempre ofereceu ao setor industrial um excelente compromisso 
entre produtividade e flexibilidade, uma qualidade uniforme dos produtos, 
uma sistematização dos processos e a possibilidade de supervisionar e/ou 
controlar as plantas segundo diferentes parâmetros e critérios. ” (SECCHI, 
2008) 
Segundo o dicionário Aurélio, robótica é o conjunto dos estudos e das técnicas 
tendentes a conceber sistemas capazes de substituírem o homem em suas funções 
motoras, sensoriais e intelectuais. Sendo assim o crescimento das pesquisas voltadas 
aos robôs desde a década de 60 se mostrou tão grande que hoje a robótica é uma 
área cientifica de grande importância e responsável por grandes avanços na indústria, 
como também da comodidade e do entretenimento. 
Hoje como algumas áreas do desenvolvimento da robótica, temos a Robótica 
Industrial, responsável por projetar e desenvolver robôs para a manufatura, permitindo 
maior velocidade e qualidade, a Robótica Assistiva, focada na aplicação de robôs no 
desenvolvimento humano, como o desenvolvimento de próteses ou quaisquer tipos 
de tecnologias que visam ampliar as habilidades funcionais de pessoas com 
deficiência motora e a Robótica Móvel área de estudo e desenvolvimento de robôs 
que possuem a habilidade de executar trajetos sejam eles pré-determinados ou 
através de sinais de sensores os quais permitem que o robô identifique obstáculos e 
determine uma rota para contorna-lo. 
No começo do ano dos dias 20 a 23 de janeiro ocorreu em Davos, na Suíça a edição 
de 2016 do Fórum Econômico Mundial, onde o tema foi a “Quarta Revolução 
Industrial”. Segundo especialistas, a humanidade já vive tal revolução, o que antes 
começou com a fantasia, um conceito futurista em livros e filmes, hoje alcançou as 
indústrias, a utilização doméstica, a medicina, o entretenimento e até mesmo o 
espaço. Com tal difusão, o engenheiro se vê com um contato cada vez maior com tais 
tecnologias já que as suas aplicações podem ser das mais variadas. 
 “A robótica sempre ofereceu ao setor industrial um excelente compromisso 
entre produtividade e flexibilidade, uma qualidade uniforme dos produtos, 
uma sistematização dos processos e a possibilidade de supervisionar e/ou 
controlar as plantas segundo diferentes parâmetros e critérios. ” (SECCHI, 
2008) 
Segundos dados da I.F.R. em 2014 a marca de unidades de robôs domesticos 
vendidos não chegou à 5 milhões, entretanto se estima que entre o périodo de 2015 -
2018 sejam vendidas aproximadamente 25,2 milhões de unidades de robôs 
domesticos, cerca de 6,3 milhões de robôs por ano isso apenas no setor domestico, 
quando se trata das vendas de robôs na área industrial este número é ainda maior. 
Várias instituições de ensino já perceberam a importância e a necessidade de 
preparar as gerações futuras a lidar cada vez melhor com os avanços da tecnologia. 
A robótica educacional no Brasil nos dias de hoje vem sendo aplicada desde o ensino 
fundamental até o ensino superior, promovendo a interação com a tecnologia e com 
outros alunos de diferentes instituições e estados através de campeonatos e eventos. 
Este trabalho irá apresentar o projeto e construção de um veículo guiado 
automaticamente (AGV - Automated Guided Vehicle), conceito utilizado em várias 
competições no país, onde se adiciona mais alguns objetivos e dificuldades para 
diferenciar os níveis e os desafios. 
 
2. VEÍCULO GUIADO AUTOMATICAMENTE (AGV) 
A definição de um veículo guiado automaticamente pode ser, conforme abaixo: 
“Um veículo guiado automaticamente (AGV - Automated Guided Vehicle) é 
um robô móvel com uma serie de sensores e circuitos de comunicação que o 
tornam autônomo, ou seja, capaz de executar sua tarefa independente, sem 
a supervisão humana." (ANDRADE, 2013) 
A utilização de robôs do tipo AGV vem crescendo cada vez mais, áreas como militar, 
industrial e até mesmo o ambiente domiciliar estão adotando tais robôs para exercer 
funções as quais prejudicavam o rendimento do trabalhador, ou até onde o risco de 
acidentes e morte é grande, como em atividades militares. 
Em 2012 a Amazon, maior empresa de e-commerce do mundo, comprou a fabricante 
de robôs Kiva e desde então vem aumentando o número da utilização de robótica em 
suas funções. Hoje já se possui mais de 30 mil robôs kiva em 13 dos seus 50 centros 
de distribuição os quais ajudam nas atividades de picking e packing. 
Após receber o comando de um computador, o robô se desloca pelo armazém, suas 
dimensões permitem que ele passe sob os armários de mercadorias, evitando assim 
congestionamento do corredor principal. Ao encontrar o volume de produtos 
ordenado, se posiciona a baixo do armário e aciona um mecanismo de rotação para 
se fixar ao volume, depois se desloca pelo menor caminho possível até o funcionário 
que irá embalar e despachar o produto. 
A utilização de tais robôs, mostrados na Figura 01, permitiu a Amazon aumentar sua 
rapidez de entrega, e diminuir os erros em mercadorias, além de melhorar o tempo 
útil do trabalhador. 
Figura 01: Robôs da empresa Kiva utilizados pela Amazon. 
 
 Fonte: (ILOS, 2016) 
 
3. OBJETIVO 
3.1. Objetivo Geral 
Desenvolver um robô que dotado de sensores óptico de reflexão como também um 
sensor de distância por ultrassom, que possa se mover de maneira autônoma, sem 
nenhuma interferência humana após o começo do trajeto. Tal trajeto se consiste em 
uma linha preta em um chão branco, onde além de se adequar as mudanças na 
trajetória, o robô deve detectar e superar obstáculos. O robô deve ser desenvolvido 
visando o baixocusto, mas com boa execução, com o intuito de mostrar que é possível 
se ter contato com projetos de robótica sem a necessidade de desembolsar altas 
quantias. 
 
3.2. Objetivos Específicos 
 Desenvolver habilidade na área de gerenciamento de projetos. 
 Aprimorar conhecimento na área de fabricação. 
 Colocar em pratica conhecimento sobre programação. 
 
4. METODOLOGIA 
Após o estudo da bibliografia e materiais de apoio, foram estabelecidos os sensores 
e componentes a serem usados no projeto, em seguida foram feitas pesquisas em 
diferentes sites especializados para se determinar o valor total dos componentes e a 
diferença de preço entre os sites, em paralelo também se efetuou uma pesquisa e 
cotação de preços sobre o material a ser utilizado na fabricação do chassi, como 
também seu formato, visando sempre obter uma maior versatilidade do robô. 
Após a montagem do projeto, foi desenvolvida a programação necessária para que o 
Arduino receba as informações coletadas pelos sensores, determine a ação a ser 
tomada devido a programação e envie o comando aos motores para que seja feita a 
correção necessária na rota ou para que se desvie de um obstáculo. 
Terminada a programação, foram realizados testes em trajetos, aumentando sua 
dificuldade sempre que o robô superou o trajeto em que estava. Quando o robô se 
mostrou incapaz de completar o trajeto com êxito, foram analisadas as possíveis 
causas e os devidos ajustes a serem feitos, seja na programação ou na estrutura do 
robô. 
 
5. ARDUINO 
O Arduino Project teve seu início na cidade de Ivrea, Itália em 2005. Seus criadores, 
Massimo Banzi, David Cuartielles, Tom Igoe, Gianluca Martino e David Mellis, tinham 
como ideia desenvolver um sistema de prototipagem mais acessível financeiramente 
para ser utilizado em atividades escolares. Seu sucesso abrupto veio após uma 
menção honrosa na categoria Comunidades Digitais em 2006, pela Prix Ars 
Eletrônica. 
Caracterizado por ser uma placa de hardware livre, projetado com um 
microcontrolador Atmel AVR. Possui pinos de entrada/saída de sinais, a quais se 
podem conectar sensores ou atuadores, São 14 pinos digitais e 6 analógicos. Seu 
ambiente de programação é padronizado, tento seu próprio ambiente de 
desenvolvimento chamado de IDE, tal ambiente é baseado em Wiring e C/C++. Sua 
IDE permite além de escrever, compilar e transportar o código para a placa, uma 
comunicação direta e em tempo real, permitindo que se envie informações ao Arduino 
pelo computador, ou receber em sua tela os valores lidos por um sensor por exemplo. 
 
 
 
6. COMPONENTES 
6.1. Sensores: 
 Sensor Ultrassônico HC-SR04: Este sensor possui grande utilização 
na área da prototipagem em robótica móvel, suas funções vão deste 
detectar a distância de um objeto, onde trabalhando entre 2 a 4 metros 
possui uma precisão de 3 mm, ou sendo utilizado para ativar uma ação 
de desvio ao detectar um obstáculo ou quando é atingida determinada 
distância entre o sensor e o objeto para executar certa função, como 
acionar led’s ou recolher o objeto através de um braço robótico. 
O funcionamento deste sensor ocorre por duas partes, primeiro o Trigger 
envia um pulso de 10µs para determinar o começo da transmissão, logo 
depois se envia 8 pulsos de 40 KHz e então o Echo aguarda o retorno 
dos pulsos para determinar a distância entre sensor e o objeto. 
 Sensor Óptico de Reflexão TCRT 5000: Este sensor possui dois tipos 
de led em sua estrutura, um emite infravermelhos e o outro é capaz de 
capta-los quando há reflexão direta há ele (fototransistror), sendo assim 
quando o sensor aponta para uma superfície branca os raios 
infravermelhos se refletem na direção do led receptor e quando se 
aponta para uma superfície preta seus raios não se refletem. Utilizando 
a lógica Digital temos então um valor de 1 para superfícies brancas e 0 
para superfícies pretas que são passadas do sensor para o Arduino. 
 
6.2. Módulo Ponte H L298N: 
Quando se trata de robótica móvel, a Ponte H é um componente praticamente 
indispensável, sua estrutura de transistores permite não somente desligar e ligar um 
motor, mas também controlar seu sentido e sua velocidade. O módulo L298N utilizado, 
é um circuito integrado composto por duas pontes H, permitindo o controle de dois 
motores em um componente de pequenas dimensões. 
6.3. Motor DC 3-6V com Caixa de Redução e Eixo Duplo: 
Motor com grande variedade de aplicações em robótica. Possui custo reduzido, 
porém, com boa qualidade, o que permite um desenvolvimento de robôs móveis sem 
a necessidade da utilização de motores com custo elevado, tornando a robótica mais 
acessível. 
7. ESTRUTURA 
Foi feito o uso de MDF para se fazer a estrutura para suportar o circuito, também 
chamado de chassi. Foi escolhida uma placa de 30x30 cm com 5 mm de espessura, 
visando que a parte de maior peso do robô se mantenha o mais leve possível e 
também com a intenção de se ter uma espessura na qual não quebrasse no momento 
do corte. 
As dimensões para o corte foram escolhidas para que se acomode os componentes 
de forma a manter a melhor estética possível. Também foi necessário ajustar o chassi 
para as rodas, pois os motores são acoplados o mais próximo do fim da estrutura de 
forma que apenas metade das rodas se mantenham abaixo do chassi. 
O corte da peça de madeira foi efetuado com cerrote, utilizando uma serra fina para 
proporcionar o melhor corte ao MDF. 
 
8. ACABAMENTO 
Nas figuras a baixo, pode-se visualizar a versão final do projeto. Na Figura 02 é 
possível ver o sensor HC-SR04 e os sensores TCRT 5000 logo abaixo do robô, foi 
acrescentada uma peça de plástico na parte frontal do chassi para que se obtivesse 
maior liberdade ao posicionar os sensores ópticos. Já na Figura 03 é possível ver os 
restantes dos componentes, como também o módulo de 4 pilhas AA, que alimentam 
a ponte H, a bateria de 9V que alimenta o Arduino e o mini protoboard de 170 pontos 
que permite ligar todos os componentes através de jumpers Macho x Macho e Macho 
x Fêmea. Maiores especificações do projeto podem ser acessadas no link: 
goo.gl/9xcWov 
 
 Figura 02 Figura 03 
 
9. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Os primeiros testes executados concentraram-se na função de seguir linha, onde o 
percurso se consistia apenas em uma linha reta e em seguida uma curva com grande 
ângulo, o robô se mostrou hábil a executar sua função, superando leves 
irregularidades no trajeto como também a curva. Foi então diminuído o ângulo da 
curva, tornando-a mais paralela a linha reta, o que dificultou ao robô continuar seu 
trajeto. O problema foi resolvido ao notar que em certo momento nas curvas de ângulo 
menor, os dois sensores identificavam a linha e como solução, foi adicionado uma 
ação ao Arduino, onde quando os dois sensores ópticos identificassem a linha, o robô 
daria ré por 0,2 segundos, permitindo assim que se identificasse os limites da mesma, 
tornando possível superar a curva. 
Ao ser capaz de seguir o trajeto da linha com leves irregularidades e com curvas de 
ângulos variados, o robô foi submetido ao trajeto fechado mostrado na Figura 04, 
possuindo curvas de diferentes ângulos em sequência como também um trecho de 
aproximadamente 10 cm sem linha, para verificar sua estabilidade de trajeto sem a 
utilização dos sensores. O robô foi capaz de superar o circuito dando duas voltas 
completas. 
 
Figura 05 
Então se deu início aos testes para a função de desvio de obstáculos. Foi estabelecido 
na programação, que o robô executaria um cronograma de movimentos após o sensor 
de Ultrassom identificaruma distância menor ou igual a 6 cm. Foram necessários 
ajustes apenas no tempo de execução de cada ação, visando uma trajetória de desvio 
menor e com menos movimentos possíveis. 
Ao executar as duas funções juntas, a bateria de 9V utilizada se mostrou incapaz de 
alimentar todos os sensores e o Arduino de forma considerável, tornando o robô 
inconsistente na execução de suas ações. Entretanto, quando alimentado através do 
cabo USB do Arduino conectado ao computador, o robô se mostrou capaz de executar 
suas duas funções simultaneamente com precisão. 
Na Tabela 01 é possível ver os componentes e seus respectivos valores do site onde 
foram comprados. Caso necessário e haja a disponibilidade de tempo, é possível 
encontrar valores diferentes na internet, gerando um custo ainda menor no projeto. 
Tabela 01 
 
 
10. CONCLUSÃO 
Em vista dos fatos apresentados e dos resultados obtidos, conclui-se que com o 
avanço da robótica e automação, o contato de futuros engenheiros com esta 
tecnologia irá aumentar consideravelmente, proporcionando novos horizontes aos 
profissionais que atuam na área em questão. O projeto apresentado, apesar de sua 
simplicidade, proporciona o aprendizado em diversas áreas da engenharia, como 
eletrônica, programação, projeto e fabricação, isso com um preço acessível. 
 
 
 
COMPONENTES Quantidade Valor Unid. Total por Comp.
1 Arduino UNO R3 1 R$ 54,90 R$ 54,90
2 Ponte H L298N 1 R$ 24,90 R$ 24,90
3
Motor DC 3-6V com Caixa de 
Redução e Eixo Duplo + Rodas
2 R$ 19,90 R$ 39,80
4 Protoboard 170 pinos 1 R$ 8,90 R$ 8,90
5
Kit Jumpers Macho x Macho / 
Macho x Fêmea 
2 R$ 14,90 R$ 29,80
6 Sensor Ultrassônico HC-SR04 1 R$ 14,90 R$ 14,90
7
Sensor Óptico de Reflexão TCRT 
5000
2 R$ 14,90 R$ 29,80
8 Modulo 4 pilhas AA 1 R$ 2,00 R$ 2,00
9 Placa MDF 30 X 30 cm 1 R$ 10,00 R$ 10,00
TOTAL R$ 213,00
TABELA DE CUSTOS
REFERÊNCIAS 
ANDRADE, D. S. Projeto: Robô Seguidor de Linha. Trabalho Acadêmico (Graduação em 
Engenharia Elétrica) - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013. 
Asimov, I. Eu, Robô. New York: Gnome Press. (1950) 
Čapek, K. R.U.R.: Robôs Universais de Rossum. República Tcheca. (1920) 
 
I.F.R. Brochure of History of Industrial Robots: From the first installation until today. 
2012. Disponível em: 
http://www.ifr.org/fileadmin/user_upload/downloads/forms___info/History_of_Industrial_Robo
ts_online_brochure_by_IFR_2012.pdf 
I.F.R. Executive Summary. 2015. Disponível em: 
http://www.worldrobotics.org/uploads/media/Executive_Summary__WR_2015.pdf 
 
Lobo, Alexandre. Fórum de Davos e os robôs na logística. ILOS - Especialistas em 
Logística e Supply Chain, 21 de janeiro de 2016. Disponível em: 
http://www.ilos.com.br/web/forum-de-davos-e-os-robos-na-logistica/ 
 
MCROBERTS, M. Arduino Básico. 1ª Edição. New York: Apress Inc. (2010) 
SECCHI, H. Uma Introdução aos Robôs Moveis. San Juan: Universidade Nacional de San 
Juan. (2008)